PL235149B3 - Jonizator spektrometru mas - Google Patents
Jonizator spektrometru mas Download PDFInfo
- Publication number
- PL235149B3 PL235149B3 PL417560A PL41756016A PL235149B3 PL 235149 B3 PL235149 B3 PL 235149B3 PL 417560 A PL417560 A PL 417560A PL 41756016 A PL41756016 A PL 41756016A PL 235149 B3 PL235149 B3 PL 235149B3
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ionization chamber
- ionizer
- metal
- mass spectrometer
- melting point
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest jonizator spektrometru mas, stanowiący ulepszenie konstrukcji jonizatora według wynalazku głównego P.416 375, mający zastosowanie do analizy gazów cząsteczkowych, takich jak np. O2, CO2, CO czy SO2.
W znanych spektrometrach termoemisyjnych, analizowany gaz wprowadzany jest poprzez metalową rurę, do komory jonizacyjnej podłączonej do ujemnego bieguna źródła napięcia, wewnątrz której umieszczone jest spiralne włókno jonizujące np. ze stopu ren/molibden, podłączone do płyty ze szczeliną u wlotu rury. Do płyty, stanowiącej elektrodę ekstrakcyjną, podłączony jest dodatni biegun źródła prądu i wysoki ujemny potencjał względem ziemi. Przez szczelinę wyciągany jest strumień wygenerowanych jonów ujemnych w kierunku dalszych elementów spektrometru.
Przy jonizacji gazów w takich warunkach, duży wpływ na czułość spektrometru i dokładność pomiarów ma stopień zanieczyszczenia analizowanej próbki. Poza tym generowany z katody strumień elektronów charakteryzuje się niewielkim rozrzutem energii, w pobliżu wartości 0 eV, co uniemożliwia wykonanie analizy gazów wymagających większej energii fragmentacji badanych cząsteczek.
Z kolei ze zgłoszenia patentowego głównego, o numerze P. 416 375, znane jest rozwiązanie gdzie próżniowa obudowa jonizatora, osadzona jest na flanszy wejściowej wraz z metalową rurą doprowadzającą analizowany gaz, której wylot połączony jest poprzez ceramiczny pierścień izolujący z wnęką komory jonizacyjnej. Wewnątrz komory jonizacyjnej znajduje się włókno - emiter elektronów, wykonane z metalu o wysokiej temperaturze topnienia i możliwie niskiej pracy wyjścia, rozpięte w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny szczeliny usytuowanej w ścianie komory jonizacyjnej naprzeciwko rury wlotowej gazu. Do emitera dołączony jest ujemny biegun źródła napięcia przyspieszającego elektrony, zaś biegun dodatni do ściany komory jonizacyjnej.
Na zewnątrz obudowy jonizatora, równolegle do przeciwległych ścian komory jonizacyjnej, umieszczone są nabiegunniki elektromagnesu, wytwarzające w komorze jonizatora jednorodne pole magnetyczne o wektorze równoległym do włókna jonizującego, co powoduje zwiększenie efektywności jonizacji badanych cząsteczek gazu, wyciąganych dalej przez soczewkę elektrostatyczną w postaci uformowanego strumienia i kierowanego następnie do kolimatora, analizatora oraz oddzielnych kolektorów detektora spektrometru mas.
Jonizator według wynalazku, generuje elektrony o regulowanej energii od kilku do kilkunastu eV, umożliwiając analizę masowo-spektrometryczną gazów cząsteczkowych.
Celem ulepszenia rozwiązania zgłoszonego do opatentowania za numerem P.416 375, jest zwiększenie efektywności jonizacji wieloatomowych cząstek gazu, przy użyciu niskiej energii fragmentacji od kilku do kilkunastu eV.
Cel ten osiągnięto umieszczając wewnątrz komory jonizacyjnej dodatkową elektrodę, która przejmując funkcję anody, korzystnie wpływa na zwiększenie wydajności jonizacji analizowanego gazu, wyrażonego pomiarem natężenia strumienia uzyskanej wiązki jonów ujemnych.
Jonizator spektrometru mas według niniejszego wynalazku, stanowiącego ulepszenie rozwiązania zgłoszonego do opatentowania za numerem P.416 375, osadzony na flanszy wejściowej próżniowej obudowy wraz z metalową rurą doprowadzającą analizowany gaz, której wylot połączony jest poprzez ceramiczny pierścień izolujący z komorą jonizacyjną o ścianach wykonanych z metalu o wysokiej temperaturze topnienia, podłączonych do dodatniego bieguna źródła napięcia, wewnątrz której znajduje się włókno rozpięte równolegle do płaszczyzny szczeliny usytuowanej w ścianie komory przeciwległej do wlotu gazu, również wykonane z metalu o wysokiej temperaturze topnienia i możliwie niskiej pracy wyjścia, a także posiadający umieszczone na zewnątrz obudowy jonizatora, równolegle do przeciwległych ścian komory jonizacyjnej, nabiegunniki elektromagnesu, oddziaływujące na strumień elektronów wychodzący z komory jonizacyjnej przez soczewkę elektrostatyczną do uziemionego kolimatora, analizatora i oddzielnych kolektorów detektora spektrometru mas charakteryzuje się tym, że wewnątrz komory jonizacyjnej, w przestrzeni pomiędzy włóknem a wylotem rury doprowadzającej analizowany gaz usytuowana jest perforowana płytka o otworach o rząd wielkości mniejszy niż odległość katoda - płytka, wykonana z metalu o wysokiej temperaturze topnienia i możliwie niskiej pracy wyjścia, podłączona do dodatniego względem katody źródła napięcia, spełniająca rolę anody.
Jonizator według niniejszego wynalazku, generuje strumień elektronów dla danego rodzaju analizowanego gazu i przy danej energii fragmentacji, o znacznie większym natężeniu, co zwiększa dokładność analiz masowo-spektrometrycznych wieloatomowych cząsteczek gazów, wymagających większych energii fragmentacji.
PL235 149 Β3
Przedmiot wynalazku objaśniony jest w przykładzie wykonania 1 i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia jonizator w przekroju podłużnym, zaś skuteczność jego działania obrazuje przykład 2.
Przykład 1
Jonizator spektrometru mas według wynalazku, osadzony jest na flanszy wejściowej 1 próżniowej obudowy, wraz z metalową rurą, doprowadzającą analizowany gaz. Wylot rury połączony jest poprzez ceramiczny pierścień izolujący 2, z komorą jonizacyjną 3, wykonaną z niemagnetycznej stali kwasoodpornej i podłączoną do dodatniego bieguna źródła napięcia 7. Wewnątrz komory znajduje się wolframowe włókno 4, rozpięte w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny szczeliny 5, usytuowanej w ścianie komory jonizacyjnej, naprzeciwko rury wlotowej gazu. W przestrzeni pomiędzy włóknem 4, a wylotem rury doprowadzającej gaz, usytuowana jest perforowana platynowa płytka 11 o otworach wielkości 1 mm (przy odległości katoda - płytka 1 cm), podłączona do ujemnego źródła napięcia 12 i spełniająca rolę anody. Na zewnątrz obudowy jonizatora, równolegle do przeciwległych ścian komory jonizacyjnej 3, umieszczone są nabiegunniki elektromagnesu 8 zaś za szczeliną 5 znajduje się soczewka elektrostatyczna 9, wyciągająca wygenerowany w komorze jonizacyjnej strumień jonów ujemnych analizowanego gazu, który dalej kierowany jest do uziemionego kolimatora 10, potem do rozdzielenia w analizatorze mas, a następnie do oddzielnych kolektorów detektora spektrometru mas.
Przykład 2
Wykonano serię pomiarów natężenia prądów jonowych 32S uzyskanych z gazowej próbki SO2 z użyciem jonizatora mas według zgłoszenia P.416 375 - tabela 1 i jonizatora według niniejszego wynalazku - tabela 2.
Eksperymenty przeprowadzano przy zbliżonych wartościach ciśnienia SO2 w układzie dozującym, przy użyciu takiej samej katody wolframowej, Φ 0,25 i 2,5 cm długości, żarzonej identycznej wartości prądem, 4,2 A i napięciach katoda-siatka wynoszących około 50 V a katoda - komora jonizacyjna, około 20 V. W obydwu seriach pomiarowych stosowano pole magnetyczne dostrajane do optymalnej wartości z przedziału od 5 do 10 mili-Tesli.
Tabela 1
Natężenie 32S‘ [pA] | Ciśnienie SO2 [Tr] |
28 | 15 |
24 | 12 |
16 | 10 |
Tabela 2
Natężenie 32S [pA] | Ciśnienie SO2 [Tr] |
96 | 11 |
179 | 19 |
69 | 10 |
Jak wskazują wyniki pomiarów, znacznie większe natężenia prądów jonowych 32 S przy bardzo dobrych profilach wiązek jonowych, uzyskano używając do analizy SO2, jonizator według niniejszego wynalazku.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Jonizator spektrometru mas, stanowiący ulepszenie rozwiązania zgłoszonego do opatentowania za numerem P.416 375, osadzony na flanszy wejściowej /1/ próżniowej obudowy wraz z metalową rurą doprowadzającą analizowany gaz, której wylot połączony jest poprzez ceramiczny pierścień /2/ izolujący z komorą jonizacyjną /3/ o ścianach wykonanych z metalu o wysokiej temperaturze topnienia i możliwie niskiej pracy wyjścia, podłączonych do dodatniegoPL235 149 Β3 bieguna źródła napięcia III, wewnątrz której znajduje się włókno /4/, rozpięte równolegle do płaszczyzny szczeliny /5/, usytuowanej w ścianie komory przeciwległej do wlotu gazu, również wykonane z metalu o wysokiej temperaturze topnienia i możliwie niskiej pracy wyjścia, a także posiadający umieszczone na zewnątrz obudowy jonizatora, równolegle do przeciwległych ścian komory jonizacyjnej, nabiegunniki elektromagnesu /8/, oddziaływujące na strumień elektronów wychodzący z komory jonizacyjnej przez soczewkę elektrostatyczną /9/ do uziemionego kolimatora /10/, analizatora i oddzielnych kolektorów detektora spektrometru mas, znamienny tym, że wewnątrz komory jonizacyjnej, w przestrzeni pomiędzy włóknem /4/, a wylotem rury doprowadzającej analizowany gaz usytuowana jest perforowana płytka /11/ o otworach o rząd wielkości niniejszy niż odległość katoda - płytka, wykonana z metalu o wysokiej temperaturze topnienia i możliwie niskiej pracy wyjścia, podłączona do dodatniego względem katody źródła napięcia /12/, spełniająca rolę anody.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL417560A PL235149B3 (pl) | 2016-06-13 | 2016-06-13 | Jonizator spektrometru mas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL417560A PL235149B3 (pl) | 2016-06-13 | 2016-06-13 | Jonizator spektrometru mas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL417560A3 PL417560A3 (pl) | 2017-12-18 |
PL235149B3 true PL235149B3 (pl) | 2020-06-01 |
Family
ID=60655761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL417560A PL235149B3 (pl) | 2016-06-13 | 2016-06-13 | Jonizator spektrometru mas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL235149B3 (pl) |
-
2016
- 2016-06-13 PL PL417560A patent/PL235149B3/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL417560A3 (pl) | 2017-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10236169B2 (en) | Ionization device with mass spectrometer therewith | |
JP2007524964A (ja) | イオン移動度分析及びイオントラップ質量分析のための単一装置 | |
WO2007102224A1 (ja) | 質量分析装置 | |
US11764026B2 (en) | Electron source | |
US8258470B2 (en) | Radio frequency lens for introducing ions into a quadrupole mass analyzer | |
JP4558722B2 (ja) | マススペクトロメータと、それに関係するイオナイザ及び方法 | |
WO2007102204A1 (ja) | 質量分析装置 | |
Li et al. | Development of a miniature magnetic sector mass spectrometer | |
KR101983293B1 (ko) | 고성능 축방향 전자충돌 이온원 | |
US10541122B2 (en) | Robust ion source | |
RU2554104C2 (ru) | Масс-спектрометрический анализатор газового течеискателя | |
CN110176385B (zh) | 一种用于磁质谱仪的高效离子源 | |
PL235149B3 (pl) | Jonizator spektrometru mas | |
US3356843A (en) | Mass spectrometer electron beam ion source having means for focusing the electron beam | |
US20050109947A1 (en) | Ion detector | |
ATE279783T1 (de) | Flugzeitmassenspektrometerionenquelle zur analyse von gasproben | |
RU158343U1 (ru) | Устройство времяпролетного масс-спектрометра с источником ионов с ионизацией при атмосферном давлении для разделения и регистрации ионов анализируемых веществ | |
JP7217189B2 (ja) | イオン検出装置 | |
US3371205A (en) | Multipole mass filter with a pulsed ionizing electron beam | |
PL234548B1 (pl) | Jonizator spektrometru mas | |
Grzebyk et al. | Mems ion sources for spectroscopic identification of gaseous and liquid samples | |
JP2006221876A (ja) | イオン検出器、イオン検出器を備える質量分析計、イオン検出器を操作する方法 | |
JPH0351052B2 (pl) | ||
JP7497779B2 (ja) | 質量分析装置 | |
CN113257656B (zh) | 一种分子离子聚焦反应器及质子转移反应质谱仪 |